[发明专利]一种基于脑机接口的司机疲劳驾驶监测装置

说明书

本发明公开了一种基于脑机接口的司机疲劳驾驶监测装置，该装置借助脑机接口实现，能够直接有效获取司机的大脑活动状态，并根据大脑的活动状态对发出一系列控制命令，如果有必要还会和当地交通管理部门建立连接，防止出现交通意外事故。本发明能够更为直接准确地测量司机的睡眠情况，如果司机处于轻度睡眠状态，那么可以借助辅助手段比如驾驶室内喷洒刺激性气体来使得司机保持清醒；如果司机处于深度睡眠状态，那么联系当地交管部门强制其停车休息，避免发生交通事故，更利于安全出行。

技术领域

本发明属于疲劳驾驶监测技术领域，具体涉及一种基于脑机接口的司机疲劳驾驶监测装置。

背景技术

随着社会的发展，货物运输行业为了谋求经济利益最大化，常常存在疲劳驾驶或者超载的违法行为，而疲劳驾驶造成的后果是司机反应迟钝，进入睡眠状态以致注意力下降，进而引发交通事故。根据美国汽车交通安全基金会的一项调查表明：疲劳驾驶在美国的交通事故死亡事件中占据21％的比例，可见疲劳驾驶占交通事故的比例是非常之高。

目前，司机疲劳驾驶监测技术有很多种，如跟踪司机眼球的运动、眼皮眨动频率等间接测量疲劳的方法，这些方法属于间接测量，存在着一些诸如监测疲劳的客观指标不科学，造成测量结果不理想的影响。如果是对司机的脑功能状态进行分析，即直接获取脑电波的波段，根据波段进行睡眠状态分析；另外，脑机接口技术的出现，可以达到最直接、准确、灵敏地实时监测驾驶员的疲劳状态。

脑电波与人类的生理状态息息相关，成年人睡意朦胧的时候脑电波为Theta波，当进入深睡状态时脑电波变为Delta波，其他波段可以认为没有睡意；我们可以利用收集的脑电波数据对司机的大脑状态进行分析，最后输出的结果为深度睡眠、轻度睡眠以及清醒三个状态。

另外，监测到司机疲劳驾驶之后，如果是轻度睡眠状态，可以通过在驾驶室内喷洒刺激性气体给予司机有效的刺激，就能够预防司机疲劳驾驶。考虑到刺激的次数达到一定量之后，就会失去效果，所以需要设定一个刺激次数阈值，如果达到这个阈值，发送实时位置数据给当地的交通管理部门，让其找到车辆并迫使司机停车休息；如果是深度睡眠状态，不但要喷洒大量刺激性气体提高司机的注意力，而且还要立即发送实时位置给当地的交通管理部门，让其找到车辆并迫使司机休息，避免发生交通意外事故；如果是清醒状态，既不喷洒刺激性气体，也不发送实时的位置数据。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种基于脑机接口的司机疲劳驾驶监测装置，其采用最为直接、准确、灵敏地实时监测司机的疲劳驾驶状态，并及时实施刺激司机兴奋等应急措施。

一种基于脑机接口的司机疲劳驾驶监测装置，包括：

脑电信号采集装置，用于采集司机的脑电信号并对其进行预处理；

信号分析模块，用于对预处理后的脑电信号进行波段分析，并在脑电信号处于Theta和Delta波段时输出相应的触发信号；

刺激装置，根据所述触发信号在车内释放刺激性药剂喷雾，提高司机的注意力。

进一步地，所述脑电信号采集装置包括脑电采集电极以及与脑电采集电极相连接的脑电信号预处理模块。

进一步地，所述脑电信号预处理模块包括脑电放大电路和A/D转换电路，脑电放大电路用于对电极采集到的脑电信号进行功率放大，A/D转换电路用于对放大后的脑电信号进行模数转换。

进一步地，所述信号分析模块根据信号频率范围对应的大脑节律性生理活动将脑电信号划分为5个波段：Delta、Theta、Alpha、Beta、Gamma；其中，Delta波段对应成人深度睡眠的状态，Theta波段对应成人睡意朦胧的状态，Alpha波段对应成人闭眼清醒放松的状态，Beta波段对应成人积极思考或者紧张的状态，Gamma波段对应成人躯体正常运动的状态。